7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)助天問一號(hào)實(shí)現(xiàn)“最后一腳”穩(wěn)準(zhǔn)剎車

 　　新華社西安5月15日電(記者 付瑞霞)15日，天問一號(hào)著陸巡視器與環(huán)繞器實(shí)現(xiàn)分離，成功著陸火星。從分離到著陸的短短9分鐘內(nèi)，著陸巡視器的運(yùn)行時(shí)速?gòu)募s2萬公里降為零，其間需要經(jīng)歷氣動(dòng)減速、降落傘減速、動(dòng)力減速、著陸緩沖等多個(gè)環(huán)節(jié)。作為著陸巡視器的主發(fā)動(dòng)機(jī)，由航天科技集團(tuán)第六研究院研制的7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力減速環(huán)節(jié)的主要工具，使天問一號(hào)實(shí)現(xiàn)“最后一腳”穩(wěn)準(zhǔn)剎車。


天問一號(hào)采用的是由液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供反推力的方式來實(shí)施最后的減速，此方法已在嫦娥三、四、五號(hào)探測(cè)器落月過程中連續(xù)三次成功實(shí)施，天問一號(hào)著陸巡視器的7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)正是落月用變推力發(fā)動(dòng)機(jī)的2.0版。


“之所以從1.0升級(jí)到2.0，是因?yàn)榛鹦潜砻孳浿懙碾y度升級(jí)了。” 航天科技集團(tuán)六院院長(zhǎng)王萬軍說。火星與地球的距離為3億公里，信號(hào)還沒跑到地球，探測(cè)器已經(jīng)“收工”了。對(duì)于身在遙遠(yuǎn)異鄉(xiāng)的“小家伙”來說，這一段路得它自己操心，每一次推力的變化必須迅速、精準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要很“聽話”。


在著陸巡視器降落過程中，雷達(dá)等探測(cè)設(shè)備會(huì)像眼睛一樣盯著火星地面，測(cè)量它距離地面高度等參數(shù)，這些參數(shù)進(jìn)入制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)，由這個(gè)睿智的“大腦”計(jì)算出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力要求。發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)按照預(yù)設(shè)的時(shí)序和實(shí)時(shí)的指令完成變推力調(diào)節(jié)，讓著陸巡視器慢下來，最后以很低的速度穩(wěn)穩(wěn)落在火星表面。


火星表面軟著陸的另一個(gè)難點(diǎn)在于，月球表面近似真空，而火星表面有一層稀薄的大氣。在降落過程中，著陸器與火星表面的大氣會(huì)劇烈摩擦，為了防止被“燒糊”，著陸器上增加了一個(gè)防熱大底，原本可以“伸出去”的發(fā)動(dòng)機(jī)被“兜起來”了。有限的艙體空間限制著發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，天問一號(hào)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)的高度比嫦娥三號(hào)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)要縮小超60%，推力等主要性能指標(biāo)卻保持不變，“小個(gè)子”要爆發(fā)出“大能量”，這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)必須更結(jié)實(shí)。


天問一號(hào)能攜帶“乘客”的總重量是有限的。科研人員從發(fā)動(dòng)機(jī)的原理入手，按照任務(wù)的需求和特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)和總裝布局進(jìn)行了優(yōu)化，既保證了功能，發(fā)動(dòng)機(jī)重量還減少了2/3。(完)